色ってどうして見えるの?

 下にある写真を見てください。

水色、赤、緑、黄色……さまざまな色が私たちを楽しませてくれます。

しかし、暗闇だとどうでしょう? そこに色はありません。つまり、光がないと私たちは色を見ることができないのです。もちろん、色を見るためにはそこに物体が必要ですし、目を閉じていても何も見えません。色を見るには「光源」、「物体」、「視覚(目)」の三要素がそろっていないと成り立たないのです。


では、光の正体は何でしょう?

光とは、電気と磁気のエネルギーが波となって空間を伝わっていく電磁波の一種です。

電磁波は振幅(しんぷく)波長(はちょう)で表すことが出来ます。振幅=波の山の高さのことで、波の大きさを表します。波長=波の山から山までの長さのことで、波の周期的な変化の程度を表します。また、波長の単位はnm(ナノメートル)で、1nmは10億分の1メートルになります。 (右図参照)

ちなみに電磁波は波長の長さによってそれぞれの利用分野が異なり、その呼び方も変わります。

(例)

電波→テレビ・ラジオ・携帯電

エックス線→レントゲン

赤外線→日焼け           これらすべて電磁波の一種です。

  • 可視光

さまざまな波長の種類を持つ電磁波の中で、人間の眼が感じることのできる波長範囲は約380~780㎚です。この範囲の電磁波のことを可視光(かしこう)もしくは光と呼んでいます。可視光の波長範囲は可視範囲とも呼ばれ、この範囲(400~700㎚)のうち、約400~500㎚=短波長約500~600㎚=中波長約600~700㎚=長波長と三つに分けることができます。

また、紫外線は可視光の短波長側の外側赤外線は長波長側の外側なので、人間は見ることができません。


 

  • 光とスペクトル

可視光(光)の仕組みはわかったでしょうか?要するに可視光はさまざまな波長の異なる光が集まってできているのですね。

このように複数の波長によって構成されている光のこと複合光と呼びます。昼間の太陽の光が無色に見えるのは、複数の波長がほぼ均等にバランスよく集まっているからです。すると色味を感じさせない無色の白色光(はくしょくこう)になります。白色光を三角柱のガラスで作られたプリズムに通すと単一の波長の光単色光に分けることができ、虹の様な光の帯が現れます。

 このとき、白色光がプリズムに入るときは曲がり、出ていくときも再び曲がります。この曲がる角度は波長によって異なり、波長が長いほど曲がる角度(屈折率)は小さく、波長が短いほど曲がる角度(屈折率)は大きくなります。この特徴を使って光を波長ごとに分けること分光(ぶんこう)と言います。そしてこのとき分光されてできた光の帯スペクトルと言います。

スペクトルは長波長側から赤→橙→黄→緑→青→藍→青紫の順に並んで見えます。


  • 分光分布

光を波長成分ごとに分けて、その成分をグラフなどで表したものを分光分布(ぶんこうぶんぷ)と言います。分光分布は眼の感度が良い400~700㎚の範囲で表されることがあります。分光分布からわかることは、どのような波長の光が、どのような強さ(比エネルギー)で含まれているかという、光源からの光の成分です。

 

 

 

 

 

 

 

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